JP2003139234A - 自動変速機のアップシフトショック軽減装置 - Google Patents
自動変速機のアップシフトショック軽減装置Info
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Abstract
力源のトルクダウンにより入力側回転を所定割合で低下
させ、高価な油圧アクチュエータを不要にする。 【解決手段】 S14でイナーシャフェーズに入る準備
が完了したと判断する時、初期トルクダウン量Tdを検
索し、S21でこれが実現されるようエンジン点火時期
を遅らせるリタード制御を行う。その後S22で目標入
力回転低下率ΔNitを検索し、ΔNi<ΔNitなら
S26で、エンジントルクTeが一定値ΔTeだけ低下
するトルクダウン(リタード)を行い、ΔNi≧ΔNi
tならS27で、TeがΔTeだけ増大するトルクアッ
プ(進角)を行い、Niを目標入力回転低下率ΔNit
で低下させる。以上のアップシフトショック軽減動作
は、S23でリタード戻し開始指令が発せられたと判定
する時に終了させ、マップ24を基に求めたリタード後
のトルク戻し速度ΔTbで正規の点火時期に復帰させ
る。
Description
プシフト時におけるイナーシャフェーズ中に生ずる変速
ショックを軽減するための装置に関するものである。
やブレーキ)を選択的に油圧作動(締結)させることに
より対応変速段が選択された状態となり、作動(締結)
させる摩擦要素を切り換えることにより他の変速段への
変速が可能である。ところで自動変速機を低速段から高
速段へ変速させるアップシフトに際しては、変速機入出
力回転比で表される実効ギヤ比を変化させるイナーシャ
フェーズ中において、変速機出力側の回転数(車速)が
短時間のためほとんど変化しないのに対し変速機入力側
の回転数(例えばエンジン回転数)がアップシフトに伴
うギヤ比変化分だけ低下することから、この回転変化分
の回転イナーシャがアップシフトショック(変速ショッ
ク)の原因になる。
開2000−97322号公報に記載されているごと
く、アップシフト時におけるイナーシャフェーズ中に変
速機入力側の回転数が図5にエンジン回転数Neとして
示すごとく比較的ゆっくり、しかし問題となる変速応答
遅れを生じない態様で低下するよう、摩擦要素の締結を
図5にクラッチトルクTcとして例示するごとく時系列
的に過渡制御して該摩擦要素の締結進行をきめ細かくフ
ィードバック制御することが提案されている。
擦要素の締結油圧を過渡制御するのでは、この制御が制
御目標である変速機入力側回転数の低下割合に対し直接
的でないため、要求される応答で変速機入力側回転数の
低下割合制御を行うのが困難であるし、この高応答制御
ができたとしても所定の性能を得るためには、各摩擦要
素の作動油圧を個々に制御するリニヤソレノイド等を具
えた直動油圧制御機構のような高価な油圧アクチュエー
タ制御機構が必要であってコスト高になり、小型車への
採用がコスト的に難しいという問題を生ずる。
過渡制御するのでは、エアコンディショナーの作動時
や、標高の高い場所を走行している時のようにエンジン
出力トルクが低下した時にも同じ作動油圧で摩擦要素を
締結させることから、摩擦要素の締結容量が相対的に過
大になり、図5に変速機出力トルクToとして例示する
ごとくアップシフトショックが大きくなるという問題も
無視できない。
シャフェーズ中に変速機入力側の回転数を、アップシフ
トショックの軽減に際し狙いとする所定の変化割合で低
下させるに際し、従来のごとく自動変速機の摩擦要素を
締結進行制御するのではなく、動力源をトルク制御する
ことにより狙い通りの入力側回転変化を生起させる構成
とし、これにより、従来のアップシフトショック軽減装
置が抱える上記の問題をことごとく解消し得るようにし
た自動変速機のアップシフトショック軽減装置を提案す
ることを目的とする。
よる自動変速機のアップシフトショック軽減装置は、請
求項1に記載のごとく、動力源と自動変速機との組み合
わせになるパワートレーンを具え、自動変速機のアップ
シフト時におけるイナーシャフェーズ中、前記動力源の
トルクを低下させるトルクダウンによりアップシフトシ
ョックを軽減するようにした車両において、前記アップ
シフトに伴って回転変化するメンバの回転が、アップシ
フトショックを軽減する上で狙いとする低下傾向をもっ
て変化するよう前記トルクダウンを行わせる構成にした
ことを特徴とするものである。
期トルクダウン量は請求項2に記載のごとく、このトル
クダウンによって実効ギヤ比が変速前ギヤ比から変速後
ギヤ比に向けて変化するイナーシャフェーズが開始され
るよう決定するのが良い。
源をエンジンとモータ/ジェネレータとにより構成し、
トルクダウンをモータ/ジェネレータの回生ブレーキに
より生起させるよう構成するのが良い。
動変速機のアップシフト時におけるイナーシャフェーズ
中の変速ショックを軽減するため動力源のトルクダウン
を行うに当たり、アップシフトに伴って回転変化するメ
ンバの回転が、アップシフトショックを軽減する上で狙
いとする低下傾向をもって変化するよう当該トルクダウ
ンを行わせる。
起させるのに、従来は自動変速機内における変速用摩擦
要素の締結進行を過渡制御していたため前記したごと
く、要求される応答で回転低下を生起させるのが困難で
あるし、少なくともこの高応答制御のために各摩擦要素
の高価な油圧アクチュエータ制御機構が必要であってコ
スト高になるという問題を生ずるが、本発明によれば、
動力源のトルク制御により回転低下を生起させることか
ら従来のアップシフトショック軽減装置が抱える上記の
問題を生ずることがない。
渡制御するのでは、エアコンディショナーの作動時や、
標高の高い場所を走行している時のようにエンジン出力
トルクが低下した時にも同じ作動油圧で摩擦要素を締結
させることになるから、摩擦要素の締結容量が相対的に
過大になってアップシフトショックが大きくなるという
問題も無視できないが、本発明によれば、摩擦要素を締
結進行制御するのではなく動力源自身をトルク制御する
ことにより所定の回転低下を生起させる構成のため、こ
の点に関する問題も生ずることがない。
期トルクダウン量を請求項2に記載のごとく、当該トル
クダウンによって実効ギヤ比が変速前ギヤ比から変速後
ギヤ比に向けて変化するイナーシャフェーズが開始され
るよう決定する場合、動力源の出力トルクが変速用摩擦
要素の締結トルク容量を下回っていることになり、動力
源を制御対象とした上記トルクダウンによる所定の回転
低下を確実に行わせることができ、上記の作用効果を保
証し得る。
ンジンとモータ/ジェネレータとにより構成し、トルク
ダウンをモータ/ジェネレータの回生ブレーキにより生
起させるよう構成する場合、モータ/ジェネレータの動
作がエンジンのそれよりも速いことから、一層高応答で
高精度なトルクダウンが可能となってこれによるショッ
ク軽減効果を高めることができると共に、トルクダウン
時のエネルギーを充電により回収して燃費向上をも果た
すことができる。
に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形
態になるアップシフトショック軽減装置を具えた車両の
パワートレーンを、その制御システムとともに示し、こ
のパワートレーンはエンジン1および自動変速機2によ
り構成する。
を釈放した停車時に自動的に停止(アイドルストップ)
され、アクセルペダルの踏み込みで自動的に始動されて
車両の走行を可能にするものとし、自動変速機2は有段
の歯車式自動変速機とし、シフトバルブから作動油圧を
選択的に供給される摩擦要素の油圧作動により対応変速
段への変速を行うと共に、この変速中は該作動油圧をア
キュムレータにより過渡(棚圧)制御することで変速シ
ョックの緩和に寄与するものとする。
ンジン1の側から順次にモータ/ジェネレータ3および
電磁クラッチ4を介挿し、エンジン1およびモータ/ジ
ェネレータ3により動力源を構成する。モータ/ジェネ
レータ3はブラシレス永久磁石式三相交流同期モータ/
ジェネレータとし、再発進に際してアクセルペダルの踏
み込みがある時、これに呼応してインバータ5による制
御下で起動され、車両を発進させると共にエンジン1を
始動させるものとする。電磁クラッチ4は、電磁力によ
り自動変速機2への動力を断切するためのものとする。
ータ5はコントローラ6により制御し、これらの制御の
ためコントローラ6には、スロットル開度TVOを検出
するスロットル開度センサ7からの信号と、自動変速機
2の入力回転数Niを検出する入力回転センサ8からの
信号と、車速VSPを検出する車速センサ9からの信号
と、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ
10からの信号と、アクセルペダル踏み込み量APSを
検出するアクセルセンサ11からの信号と、自動変速機
2のアップシフトに際して締結されるクラッチ(ブレー
キの場合もあるが、本明細書では簡便のため全てクラッ
チと称する)の作動油圧がイナーシャフェーズに入る準
備が完了したことを示す値になった時にONする油圧ス
イッチ12からの信号とを入力する。
よるエンジン1のアップシフトショック軽減用トルクト
ルクダウン制御は図2の右半分に示すごときものとし、
コントローラ6による自動変速機2のアップシフト制御
は図2の左半分に示すごときものとする。まず図2の左
半分に示す自動変速機2のアップシフト制御を説明する
に、この制御は、ステップS11において車速VSPお
よびアクセルペダル踏み込み量APSから予定の変速マ
ップをもとに運転状態が変速マップ上のアップシフト線
を横切ったと判定するアップシフト(変速)開始の判定
瞬時に開始され、当該判定瞬時に切り換えられるシフト
バルブからのライン圧が該当するクラッチに向かうこと
でクラッチ油圧が上昇され、このクラッチ油圧を当該変
速開始判定瞬時以後において以下のごとくに制御するこ
とで変速を進行させる。
判定した時に、選択変速段変化信号NXTGPを後述の
エンジン制御に供すると共に制御をステップS12に進
め、このステップS12では、入力トルク推定部21で
エンジン回転数Neおよびスロットル開度TVOを基に
推定したエンジントルクから求め得る変速機入力トルク
推定値Teoと常数αとを用い、クラッチ油圧の棚圧初
期値PcをPc=α×Teoの演算により求めて設定す
る。この棚圧初期値Pcは、その後のクラッチ油圧の上
昇態様を決定づけるもので、変速ショックができるだけ
緩和されるように、しかし問題となる変速の間延びを生
じることのないよう変速機入力トルク推定値Teoに応
じ定数αによって定める。次のステップS13では、前
記した油圧スイッチ12からの信号をもとに当該スイッ
チ12がONか否かを判定する。
でないと判定する間は、ステップS12に制御を戻して
クラッチ油圧の棚圧初期値Pcを繰り返し求め続け、ス
テップS13で油圧スイッチ12がONと判定する時ス
テップS14で、イナーシャフェーズに入る準備が完了
したことを示すクラッチ油圧になったと判断する。当該
判断がなされるとステップS15において前記したアキ
ュムレータに対し、ステップS12で求めたクラッチ油
圧の棚圧初期値Pcに対応したアキュムレータ背圧を供
給し、これによりクラッチ油圧を上記のPcを初期値と
する棚圧制御下でクラッチ油圧を上昇させ、クラッチの
完全締結時にステップS18で変速終了と判定する。
説明する。前記の変速進行中に、ステップS14でイナ
ーシャフェーズに入る準備が完了したと判断する時、ス
テップS19において初期トルクダウン量マップ22を
基に選択変速段変化信号NXTGP(アップシフトの種
類1→2、2→3、3→4、4→5)およびスロットル
開度TVOから初期トルクダウン量Tdを検索する。こ
こで初期トルクダウン量Tdは、変速機入力回転数Ni
と車速VSPから求め得る変速機出力回転数との比で表
される実効ギヤ比が変速前ギヤ比から変速後ギヤ比に向
けて変化するイナーシャフェーズを開始させるのに必要
な最小限の量とする。ステップS21では、上記の初期
トルクダウン量Tdが実現されるようエンジン1の点火
時期を遅らせるリタード制御を行い、かかるトルクダウ
ンによりアップシフトのイナーシャフェーズを開始させ
る。
対しクラッチ油圧の棚圧初期値Pcに対応したアキュム
レータ背圧を供給する時、ステップS16において、変
速機入力回転数Niと車速VSPから求め得る変速機出
力回転数との比で表される実効ギヤ比RATIOが、マ
ップ23を基に求めたリタード戻し開始判定用ギヤ比R
ATIOS未満になったか否かにより、後述するイナー
シャフェーズ中の入力側回転低下制御のためのリタード
を終了させるべき実効ギヤ比までアップシフトが進行し
たか否かをチェックする。当該リタードを終了させるべ
き実効ギヤ比になるまでの間はステップS15でのアキ
ュムレータ背圧制御を継続させ、当該リタードを終了さ
せるべき実効ギヤ比に低下した時にステップS17でリ
タード戻し開始指令を発する。
が実現されるようリタード制御を行ってアップシフトの
イナーシャフェーズを開始させた後は、ステップS22
において予定のマップを基に、選択変速段変化信号NX
TGP(アップシフトの種類1→2、2→3、3→4、
4→5)およびスロットル開度TVOからイナーシャフ
ェーズ中の目標入力回転低下率ΔNitを検索する。こ
こで目標入力回転低下率ΔNitは、アップシフト時に
おけるイナーシャフェーズ中に変速機入力回転数Niを
変速前ギヤ比に対応した値から変速後ギヤ比に対応した
値に如何なる変化率で低下させるかを定めるためのもの
で、問題となるアップシフトショックを生ずることのな
い比較的ゆっくりと低下するが、しかし問題となる変速
応答遅れを生じない態様で低下するような目標値として
予め設定しておく。
7でリタード戻し開始指令が発せられているか否かを判
定し、未だ発せられていなければステップS24におい
て、ステップS25で求めた変速機入力回転数Niの時
間変化割合ΔNiを上記の目標入力回転低下率ΔNit
と比較し、ΔNi<ΔNitなら入力回転の低下割合が
不足しているからステップS26で、エンジントルクT
eが一定値ΔTeだけ低下するよう更なるトルクダウン
(エンジン点火時期の遅角:リタード)を行う。ステッ
プS24でΔNi≧ΔNitと判定する場合は、入力回
転の低下割合が過大であるからステップS27で、エン
ジントルクTeが一定値ΔTeだけ増大するよう逆にト
ルクアップ(エンジン点火時期の進角)を行う。
より、変速機入力回転数Niはその時間変化割合ΔNi
が目標入力回転低下率ΔNitとなるような態様で低下
され、変速の間延び感を伴うことなくアップシフトショ
ックを軽減することができる。なおステップS28で
は、ステップS26によるトルクダウンに制限を加えて
トルクダウンの過剰により運転に支障が及ぶことのない
ようにする。
低下制御によるアップシフトショック軽減動作は、ステ
ップS23でリタード戻し開始指令が発せられたと判定
するまで継続するが、リタード戻し開始指令が発せらた
らステップS29において、先ずマップ24を基にアッ
プシフトの種類1→2、2→3、3→4、4→5および
スロットル開度TVOからリタード後のトルク戻し速度
ΔTbを検索し、エンジントルクTeがこの速度ΔTb
で徐々に復帰するようエンジンの点火時期を徐々に正規
の点火時期に復帰させる。かかる点火時期の復帰をステ
ップS30で検知した時にエンジン制御を終了すると共
に、この終了を変速機の制御系に知らせてステップS1
8でのアップシフトの終了判定に資する。
機のアップシフト時におけるイナーシャフェーズ中の変
速ショックを軽減するに際し、当該アップシフトに伴っ
て回転変化する入力回転数Niが、アップシフトショッ
クを軽減する上で狙いとする低下傾向ΔNitをもって
変化するようエンジンをトルクダウンさせる(ステップ
S24〜ステップS27)構成にしたから以下の作用効
果が得られる。
入力回転低下を実現するのに、自動変速機内における変
速用摩擦要素の締結進行を過渡制御していたため前記し
たごとく、要求される応答で回転低下を生起させるのが
困難であるし、これが可能であったとしても当該高応答
制御のために各摩擦要素の高価な油圧アクチュエータ制
御機構が必要であってコスト高になるという問題を生ず
るが、本実施の形態によれば、エンジンのトルク制御に
より所定の回転低下を生起させることから従来のアップ
シフトショック軽減装置が抱える上記の問題を生ずるこ
とがない。
渡制御するのでは、エアコンディショナーの作動時や、
標高の高い場所を走行している時のようにエンジン出力
トルクが低下した時にも同じ作動油圧で摩擦要素を締結
させることになるから、摩擦要素の締結容量が相対的に
過大になってアップシフトショックが大きくなるという
問題も無視できないが、本実施の形態によれば、摩擦要
素を締結進行制御するのではなくエンジン自身をトルク
制御することにより所定の回転低下を生起させる構成の
ため、この点に関する問題も生ずることがない。
期トルクダウン量Tdを本実施の形態におけるごとく、
当該トルクダウンによってイナーシャフェーズが開始さ
れるよう決定する場合、図4のトルクダウン瞬時t1以
後においてエンジンの出力トルクTeがクラッチトルク
Tcとして示す変速用摩擦要素の締結トルク容量を図4
に示すごとく下回っていることになり、エンジンを制御
対象とした上記トルクダウンによる所定の回転低下を確
実に行わせることができ、上記の作用効果を保証し得て
図4に例示する変速機出力トルクToの経時変化から明
らかなようにアップシフトショックを確実に軽減するこ
とができる。
ーシャフェーズを開始させる場合、その後に入力回転数
Ni(図4ではエンジン回転数Ne)がアップシフトシ
ョック軽減上の目標低下率ΔNitで低下するよう行う
エンジントルクTeのフィードバック制御と、イナーシ
ャフェーズ期間とを確実に調時させることができ、この
点でも図4に例示する変速機出力トルクToの経時変化
から明らかなように変速ショック軽減効果を高めること
ができる。
ステップS12で用いる変速機入力トルクTeoとして
演算部21で推定した推定値を用いる構成としたが、こ
の代わりに実際に検出した変速機入力トルクを用いても
よいことは言うまでもない。また本実施の形態において
は、エンジンのトルクダウンに際しその点火時期を遅角
させることとしたが、これに限られず例えば運転気筒数
を制御したり、排気ガス還流量を制御するなどによって
も目的を達成することができる。
図1に示すごとく動力源がエンジン1とモータ/ジェネ
レータ3との組み合わせにより構成されている場合、エ
ンジン1自体を操作する代わりにモータ/ジェネレータ
3を回生ブレーキとして機能させ、その回生ブレーキ力
Tmを制御することにより狙いとするトルクダウンを実
現することができる。
レーキ力(Tm)制御により図2につき前述したと同様
なトルクダウンを生起させるようにした実施の形態を示
し、図3に示す本実施の形態は、図2のステップS17
をステップS37に、ステップS21をステップS41
に、ステップS23をステップS43に、ステップS2
6をステップS46に、ステップS27をステップS4
7に、またステップS29をステップS49に、更にマ
ップ23,24をそれぞれマップ33,34に置換した
ものである。
述したごとくに求めた初期トルクダウン量Tdが実現さ
れるよう回生ブレーキ力Tmを初期トルクダウン量Td
だけ増大させる回生ブレーキ力制御を行い、かかるトル
クダウンにより前記した実施の形態におけると同様にア
ップシフトのイナーシャフェーズを開始させる。
て実効ギヤ比RATIOが、マップ33を基に求めた回
生ブレーキ力戻し開始判定用ギヤ比RATIOS未満に
なったと判定するとき、つまり、後述するイナーシャフ
ェーズ中の入力側回転低下制御のための回生ブレーキ力
制御を終了させるべき実効ギヤ比までアップシフトが進
行したと判定する時に選択され、この時にステップS3
7で回生ブレーキ力戻し開始指令を発する。
が実現されるよう回生ブレーキ力制御を行ってアップシ
フトのイナーシャフェーズを開始させた後は、ステップ
S43でステップS37から回生ブレーキ力戻し開始指
令が発せられたと判定するまでの間、ステップS24に
おける変速機入力回転数Niの時間変化割合ΔNiとス
テップS22における目標入力回転低下率ΔNitとの
比較結果に応じ以下の回生ブレーキ力制御を行う。
低下割合が不足しているからステップS46で、回生ブ
レーキトルクTmを一定値ΔTsだけ増大させて更なる
動力源のトルクダウンを行い、ΔNi≧ΔNitなら入
力回転の低下割合が過大であるからステップS47で、
回生ブレーキトルクTmを一定値ΔTsだけ低下させて
逆にトルクアップを行う。かかる回生ブレーキ力制御を
介した動力源のトルクダウンおよびトルクアップによ
り、変速機入力回転数Niはその時間変化割合ΔNiが
目標入力回転低下率ΔNitとなるような態様で低下さ
れ、変速の間延び感を伴うことなくアップシフトショッ
クを軽減することができる。
入力回転低下制御によるアップシフトショック軽減動作
は、ステップS43で回生ブレーキ力戻し開始指令の存
在を検知するまで継続するが、この回生ブレーキ力戻し
開始指令が発せらたらステップS49において、先ずマ
ップ34を基にアップシフトの種類1→2、2→3、3
→4、4→5およびスロットル開度TVOから回生ブレ
ーキ力制御後のトルク戻し速度ΔTbを検索し、動力源
トルクがこの速度ΔTbで徐々に復帰するよう回生ブレ
ーキトルクTmをΔTbずつ低下させて正規の回生ブレ
ーキトルクに復帰させる。かかる動力源トルクの復帰を
ステップS30で検知した時にエンジン制御を終了する
と共に、この終了を変速機の制御系に知らせてステップ
S18でのアップシフトの終了判定に資する。
速機のアップシフト時におけるイナーシャフェーズ中の
変速ショックを軽減するに際し、当該アップシフトに伴
って回転変化する入力回転数Niが、アップシフトショ
ックを軽減する上で狙いとする低下傾向ΔNitをもっ
て変化するよう動力源をトルクダウンさせる構成にした
から、前記した実施の形態におけると同様の作用効果を
達成することができる。しかも本実施の形態によれば、
上記動力源のトルクダウンをモータ/ジェネレータ3の
回生ブレーキ力(Tm)制御により生起させるよう構成
したから、モータ/ジェネレータ3の動作がエンジン1
のそれよりも速いことに起因して、一層高応答で高精度
なトルクダウンが可能となってこれによるショック軽減
効果を高めることができると共に、トルクダウン時のエ
ネルギーを回生ブレーキ時の充電により回収して燃費向
上をも果たすことができる。
ップシフトショック軽減装置を具えた車両のパワートレ
ーンを、その制御系と共に示す略線図である。
べき自動変速機のアップシフト変速制御および該アップ
シフト時において変速ショック軽減用に行うエンジンの
トルクダウン制御のプログラムを示すフローチャートで
ある。
ンの操作により実現する代わりにハイブリッド車のモー
タ/ジェネレータを回生ブレーキとして機能させること
により実現するようにした本発明の他の実施の形態を示
す、図2と同様なフローチャートである。
動作タイムチャートである。
タイムチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 動力源と自動変速機との組み合わせにな
るパワートレーンを具え、自動変速機のアップシフト時
におけるイナーシャフェーズ中、前記動力源のトルクを
低下させるトルクダウンによりアップシフトショックを
軽減するようにした車両において、 前記アップシフトに伴って回転変化するメンバの回転
が、アップシフトショックを軽減する上で狙いとする低
下傾向をもって変化するよう前記トルクダウンを行わせ
る構成にしたことを特徴とする自動変速機のアップシフ
トショック軽減装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記トルクダウンの
開始時における初期トルクダウン量を、該トルクダウン
によって実効ギヤ比が変速前ギヤ比から変速後ギヤ比に
向けて変化するイナーシャフェーズが開始されるよう決
定することを特徴とする自動変速機のアップシフトショ
ック軽減装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記動力源
をエンジンとモータ/ジェネレータとにより構成し、前
記トルクダウンをモータ/ジェネレータの回生ブレーキ
により生起させるよう構成したことを特徴とする自動変
速機のアップシフトショック軽減装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001337395A JP3912073B2 (ja) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | 自動変速機のアップシフトショック軽減装置 |
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---|---|---|---|
JP2001337395A JP3912073B2 (ja) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | 自動変速機のアップシフトショック軽減装置 |
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---|---|
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JP3912073B2 JP3912073B2 (ja) | 2007-05-09 |
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